Домой Ведение Список сплавов и их применение. Какие бывают виды и типы металлов и их сплавов

Ведение

Список сплавов и их применение. Какие бывают виды и типы металлов и их сплавов

СПЛАВЫ
материалы, имеющие металлические свойства и состоящие из двух или большего числа химических элементов, из которых хотя бы один является металлом. Многие металлические сплавы имеют один металл в качестве основы с малыми добавками других элементов. Самый распространенный способ получения сплавов - затвердевание однородной смеси их расплавленных компонентов. Существуют и другие методы производства - например, порошковая металлургия. В принципе, четкую границу между металлами и сплавами трудно провести, так как даже в самых чистых металлах имеются "следовые" примеси других элементов. Однако обычно под металлическими сплавами понимают материалы, получаемые целенаправленно добавлением к основному металлу других компонентов. Почти все металлы, имеющие промышленное значение, используются в виде сплавов (см. табл. 1, 2). Так, например, все выплавляемое железо почти целиком идет на изготовление обычных и легированных сталей, а также чугунов. Дело в том, что сплавлением с некоторыми компонентами можно существенно улучшить свойства многих металлов. Если для чистого алюминия предел текучести составляет всего лишь 35 МПа, то для алюминия, содержащего 1,6% меди, 2,5% магния и 5,6% цинка, он может превышать 500 МПа. Аналогичным образом могут быть улучшены электрические, магнитные и термические свойства. Эти улучшения определяются структурой сплава - распределением и структурой его кристаллов и типом связей между атомами в кристаллах.
См. также
МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ;
ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ . Многие металлы, скажем магний, выпускают высокочистыми, чтобы можно было точно знать состав изготавливаемых из него сплавов. Число металлических сплавов, применяемых в наши дни, очень велико и непрерывно растет. Их принято разделять на две большие категории: сплавы на основе железа и сплавы цветных металлов. Ниже перечисляются наиболее важные сплавы промышленного значения и указываются основные области их применения.
Сталь. Сплавы железа с углеродом, содержащие его до 2%, называются сталями. В состав легированных сталей входят и другие элементы - хром, ванадий, никель. Сталей производится гораздо больше, чем каких-либо других металлов и сплавов, и все виды их возможных применений трудно было бы перечислить. Малоуглеродистая сталь (менее 0,25% углерода) в больших количествах потребляется в качестве конструкционного материала, а сталь с более высоким содержанием углерода (более 0,55%) идет на изготовление таких низкоскоростных режущих инструментов, как бритвенные лезвия и сверла. Легированные стали находят применение в машиностроении всех видов и в производстве быстрорежущих инструментов.
См. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ .
Чугун. Чугуном называется сплав железа с 2-4% углерода. Важным компонентом чугуна является также кремний. Из чугуна можно отливать самые разнообразные и очень полезные изделия, например крышки для люков, трубопроводную арматуру, блоки цилиндров двигателей. В правильно выполненных отливках достигаются хорошие механические свойства материала.
См. также МЕТАЛЛЫ ЧЕРНЫЕ .
Сплавы на основе меди. В основном это латуни, т.е. медные сплавы, содержащие от 5 до 45% цинка. Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), а с содержанием 20-36% Zn - желтой (альфа-латунью). Латуни применяются в производстве различных мелких деталей, где требуются хорошая обрабатываемость и формуемость. Сплавы меди с оловом, кремнием, алюминием или бериллием называются бронзами. Например, сплав меди с кремнием носит название кремнистой бронзы. Фосфористая бронза (медь с 5% олова и следовыми количествами фосфора) обладает высокой прочностью и применяется для изготовления пружин и мембран.
Свинцовые сплавы. Обычный припой (третник) представляет собой сплав примерно одной части свинца с двумя частями олова. Он широко применяется для соединения (пайки) трубопроводов и электропроводов. Из сурьмяно-свинцовых сплавов делают оболочки телефонных кабелей и пластины аккумуляторов. Сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом могут иметь точку плавления, лежащую значительно ниже точки кипения воды (СПЛАВЫ70° C); из них делают плавкие пробки клапанов спринклерных систем противопожарного водоснабжения. Пьютер, из которого ранее отливали столовые приборы (вилки, ножи, тарелки), содержит 85-90% олова (остальное - свинец). Подшипниковые сплавы на основе свинца, называемые баббитами, обычно содержат олово, сурьму и мышьяк.
Легкие сплавы. Современная промышленность нуждается в легких сплавах высокой прочности, обладающих хорошими высокотемпературными механическими свойствами. Основными металлами легких сплавов служат алюминий, магний, титан и бериллий. Однако сплавы на основе алюминия и магния не могут применяться в условиях высокой температуры и в агрессивных средах.
Алюминиевые сплавы. К ним относятся литейные сплавы (Al - Si), сплавы для литья под давлением (Al - Mg) и самозакаливающиеся сплавы повышенной прочности (Al - Cu). Алюминиевые сплавы экономичны, легкодоступны, прочны при низких температурах и легко обрабатываемы (они легко куются, штампуются, пригодны для глубокой вытяжки, волочения, экструдирования, литья, хорошо свариваются и обрабатываются на металлорежущих станках). К сожалению, механические свойства всех алюминиевых сплавов начинают заметно ухудшаться при температурах выше приблизительно 175° С. Но благодаря образованию защитной оксидной пленки они проявляют хорошую коррозионную стойкость в большинстве обычных агрессивных сред. Эти сплавы хорошо проводят электричество и тепло, обладают высокой отражательной способностью, немагнитны, безвредны в контакте с пищевыми продуктами (поскольку продукты коррозии бесцветны, не имеют вкуса и нетоксичны), взрывобезопасны (поскольку не дают искр) и хорошо поглощают ударные нагрузки. Благодаря такому сочетанию свойств алюминиевые сплавы служат хорошими материалами для легких поршней, применяются в вагоно-, автомобиле- и самолетостроении, в пищевой промышленности, в качестве архитектурно-отделочных материалов, в производстве осветительных отражателей, технологических и бытовых кабелепроводов, при прокладке высоковольтных линий электропередачи. Примесь железа, от которой трудно избавиться, повышает прочность алюминия при высоких температурах, но снижает коррозионную стойкость и пластичность при комнатной температуре. Кобальт, хром и марганец ослабляют охрупчивающее действие железа и повышают коррозионную стойкость. При добавлении лития к алюминию повышаются модуль упругости и прочность, что делает такой сплав весьма привлекательным для авиакосмической промышленности. К сожалению, при своем превосходном отношении предела прочности к массе (удельной прочности) сплавы алюминия с литием обладают низкой пластичностью.
Магниевые сплавы. Магниевые сплавы легки, характеризуются высокой удельной прочностью, а также хорошими литейными свойствами и превосходно обрабатываются резанием. Поэтому они применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей, корпусов для автомобильной оснастки, колес, бензобаков, портативных столов и т.п. Некоторые магниевые сплавы, обладающие высоким коэффициентом вязкостного демпфирования, идут на изготовление движущихся частей машин и элементов конструкции, работающих в условиях нежелательных вибраций. Магниевые сплавы довольно мягки, плохо сопротивляются износу и не очень пластичны. Они легко формуются при повышенных температурах, пригодны для электродуговой, газовой и контактной сварки, а также могут соединяться пайкой (твердым), болтами, заклепками и клеями. Такие сплавы не отличаются особой коррозионной стойкостью по отношению к большинству кислот, пресной и соленой воде, но стабильны на воздухе. От коррозии их обычно защищают поверхностным покрытием - хромовым травлением, дихроматной обработкой, анодированием. Магниевым сплавам можно также придать блестящую поверхность либо плакировать медью, никелем и хромом, нанеся предварительно покрытие погружением в расплавленный цинк. Анодирование магниевых сплавов повышает их поверхностную твердость и стойкость к истиранию. Магний - металл химически активный, а потому необходимо принимать меры, предотвращающие возгорание стружки и свариваемых деталей из магниевых сплавов.
См. также СВАРКА .
Титановые сплавы. Титановые сплавы превосходят как алюминиевые, так и магниевые в отношении предела прочности и модуля упругости. Их плотность больше, чем всех других легких сплавов, но по удельной прочности они уступают только бериллиевым. При достаточно низком содержании углерода, кислорода и азота они довольно пластичны. Электрическая проводимость и коэффициент теплопроводности титановых сплавов малы, они стойки к износу и истиранию, а их усталостная прочность гораздо выше, чем у магниевых сплавов. Предел ползучести некоторых титановых сплавов при умеренных напряжениях (порядка 90 МПа) остается удовлетворительным примерно до 600° C, что значительно выше температуры, допустимой как для алюминиевых, так и для магниевых сплавов. Титановые сплавы достаточно стойки к действию гидроксидов, растворов солей, азотной и некоторых других активных кислот, но не очень стойки к действию галогеноводородных, серной и ортофосфорной кислот. Титановые сплавы ковки до температур около 1150° C. Они допускают электродуговую сварку в атмосфере инертного газа (аргона или гелия), точечную и роликовую (шовную) сварку. Обработке резанием они не очень поддаются (схватывание режущего инструмента). Плавка титановых сплавов должна производиться в вакууме или контролируемой атмосфере во избежание загрязнения примесями кислорода или азота, вызывающими их охрупчивание. Титановые сплавы применяются в авиационной и космической промышленности для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах (150-430° C), а также в некоторых химических аппаратах специального назначения. Из титанованадиевых сплавов изготавливается легкая броня для кабин боевых самолетов. Титаналюминиевованадиевый сплав - основной титановый сплав для реактивных двигателей и корпусов летательных аппаратов. В табл. 3 приведены характеристики специальных сплавов, а в табл. 4 представлены основные элементы, добавляемые к алюминию, магнию и титану, с указанием получаемых при этом свойств.
Бериллиевые сплавы. Пластичный бериллиевый сплав можно получить, например, вкрапляя хрупкие зерна бериллия в мягкую пластичную матрицу, такую, как серебро. Сплав этого состава удалось холодной прокаткой довести до толщины, составляющей 17% первоначальной. Бериллий превосходит все известные металлы по удельной прочности. В сочетании с низкой плотностью это делает бериллий пригодным для устройств систем наведения ракет. Модуль упругости бериллия больше, чем у стали, и бериллиевые бронзы применяются для изготовления пружин и электрических контактов. Чистый бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов в ядерных реакторах. Благодаря образованию защитных оксидных слоев он устойчив на воздухе при высоких температурах. Главная трудность, связанная с бериллием, - его токсичность. Он может вызывать серьезные заболевания органов дыхания и дерматит.
См. также КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ и статьи по отдельным металлам.
ЛИТЕРАТУРА
Коротич В.И., Братчиков С.Г. Металлургия черных металлов. М., 1987
Диаграммы фаз в сплавах. М., 1986
Юдкин В.С. Производство и литье сплавов цветных металлов. М., 1967-1971
Вагнер К. Термодинамика сплавов. М., 1957

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Смотреть что такое "СПЛАВЫ" в других словарях:

СПЛАВЫ - СПЛАВЫ, застывшие растворы металлов друг в друге. Вследствие появления у С. целого ряда новых свойств, отсутствующих у чистых металлов, вошедших в их состав, С. получили большое распространение и применение в технике. При сплавлении металлов… … Большая медицинская энциклопедия

Металлические, макроскопические однородные системы, состоящие из двух (например, латунь) или более металлов (реже металлов и неметаллов, например сталь) с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавы любые однородные системы,… … Современная энциклопедия

СПЛАВЫ, материалы, представляющие собой сочетание двух или более металлов. Свойства сплава отличаются от свойств исходных элементов. Сплавы обычно тверже и прочнее, и у них более низкая точка плавления. Сочетания с наиболее низкой точкой… … Научно-технический энциклопедический словарь

Макроскопически однородные в ва, получаемые сплавлением двух или более металлов, неметаллов, окислов, органич. в в и т. п. Особенно важную роль в технике играют металлич. С. (основной вид конструкц. материалов). В общем случае С. не являются… … Физическая энциклопедия

СПЛАВЫ - макроскопически однородные вещества, образованные в результате охлаждения и затвердевания высокотемпературных жидких систем, состоящих из двух или нескольких компонентов (химически индивидуальных веществ), а также полученные методом (см.). С.… … Большая политехническая энциклопедия

Металлические макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже металлов и неметаллов), с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называют любые однородные системы, полученные сплавлением… … Большой Энциклопедический словарь

I Сплавы металлов, металлические сплавы, твёрдые и жидкие системы, образованные главным образом сплавлением двух или более металлов (См. Металлы), а также металлов с различными неметаллами. Термин «С.» первоначально относился к материалам … Большая советская энциклопедия

Сплавы - однородные системы из двух или более элементов, претерпевающие переход из жидкое в твердое агрегатное состояния и обладающие характерными металлическими свойствами. Первые сплавы были природно легированными, их состав и свойства… … Энциклопедический словарь по металлургии

Макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже металлов и неметаллов) с характерными металлич. св вами. В более широком смысле С. любые однородные системы, полученные сплавлением металлов, неметаллов, неорг. соед … Химическая энциклопедия

- (хим.). До самого последнего времени о природе С. не существовало точных и верных представлений и они вместе с растворами, стеклами и изоморфными смесями относились к классу неопределенных химических соединений. В настоящее время с очевидностью… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сплавы – это смеси двух или более элементов, среди которых преобладают металлы. Металлы, входящие в сплав, называют основой. Часто в сплав добавляют элементы неметаллы, придающие сплавам особые свойства, их называют легирующими или модифицирующими добавками. Среди сплавов наибольшую значимость имеют сплавы на основе железа и алюминия.

Классификация сплавов

Существует несколько способов классификации сплавов:

по способу изготовления (литые и порошковые сплавы);
по способу получения изделия (литейные, деформируемые и порошковые сплавы);
по составу (гомогенные и гетерогенные сплавы);
по характеру металла – основы (черные –основа Fe, цветные – основа цветные металлы и сплавы редких металлов – основа радиоактивные элементы);
по числу компонентов (двойные, тройные и т.д.);
по характерным свойствам (тугоплавкие, легкоплавкие, высокопрочные, жаропрочные, твердые, антифрикционные, коррозионностойкие и др.);
по назначению (конструкционные, инструментальные и специальные).

Свойства сплавов

Свойства сплавов зависят от их структуры. Для сплавов характерны структурно-нечувствительные (определяются природой и концентрацией элементов, составляющих сплавы) и структурно-чувствительные свойства (зависят от характеристик основы). К структурно-нечувствительным свойствам сплавов относятся плотность, температура плавления, теплоту испарения. тепловые и упругие свойства, коэффициент термического расширения.

Все сплавы проявляют свойства, характерные для металлов: металлический блеск, электро- и теплопроводность, пластичность и др.

Также все свойства, характерные для сплавов можно разделить на химические (отношение сплавов к воздействию активных сред – вода, воздух, кислоты и т.д.) и механические (отношение сплавов к воздействию внешних сил). Если химические свойства сплавов определяют путем помещения сплава в агрессивную среду, то для определения механических свойств применяют специальные испытания. Так, чтобы определить прочность, твердость, упругость, пластичность и другие механические свойства проводят испытания на растяжение, ползучесть, ударную вязкость и др.

Основные виды сплавов

Широкое применение среди всевозможных сплавов нашли различные стали, чугун, сплавы на основе меди, свинца, алюминия, магния, а также легкие сплавы.

Стали и чугуны – сплавы железа с углеродом, причем содержание углерода в стали до 2%, а в чугуне 2-4%. Стали и чугуны содержат легирующие добавки: стали– Cr, V, Ni, а чугун – Si.

Выделяют различные типы сталей, так, по назначению выделяют конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные и криогенные стали. По химическому составу выделяют углеродистые (низко-, средне- и высокоуглеродистые) и легированные (низко-, средне- и высоколегированные). В зависимости от структуры выделяют аустенитные, ферритные, мартенситные, перлитные и бейнитные стали.

Стали нашли применение во многих отраслях народного хозяйства, таких как строительная, химическая, нефтехимическая, охрана окружающей среды, транспортная энергетическая и другие отрасли промышленности.

В зависимости от формы содержания углерода в чугуне — цементит или графит, а также их количества различают несколько типов чугуна: белый (светлый цвет излома из-за присутствия углерода в форме цементита), серый (серый цвет излома из-за присутствия углерода в форме графита), ковкий и жаропрочный. Чугуны очень хрупкие сплавы.

Области применения чугунов обширны – из чугуна изготавливают художественные украшения (ограды, ворота), корпусные детали, сантехническое оборудование, предметы быта (сковороды), его используют в автомобильной промышленности.

Сплавы на основе меди называют латунями, в качестве добавок они содержат от 5 до 45% цинка. Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), а с содержанием 20–36% Zn – желтой (альфа-латунью).

Среди сплавов на основе свинца выделяют двухкомпонентные (сплавы свинца с оловом или сурьмой) и четырехкомпонентные сплавы (сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом, сплавы свинца с оловом, сурьмой и мышьяком), причем (характерно для двухкомпонентных сплавов) при различном содержании одинаковых компонентов получают разные сплавы. Так, сплав, содержащий 1/3 свинца и 2/3 олова — третник (обычный припой) используется для пайки трубо- и электропроводов, а сплав, содержащий 10-15% свинца и 85-90% олова – пьютер, ранее применялся для отливки столовых приборов.

Сплавы на основе алюминия двухкомпонентные – Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Эти сплавы легко получать и обрабатывать. Они обладают электро- и теплопроводностью, немагнитны, безвредны в контакте с пищевыми, взрывобезопасны. Сплавы на основе алюминия нашли применение для изготовления легких поршней, применяются в вагоно-, автомобиле- и самолетостроении, пищевой промышленности, в качестве архитектурно-отделочных материалов, в производстве технологических и бытовых кабелепроводов, при прокладке высоковольтных линий электропередачи.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание

При действии на смесь Al и Fe массой 11 г избытком HCl, выделилось 8,96л газа. Определить массовые доли металлов в смеси.

Решение

В реакцию взаимодействия вступают оба металла, в результате чего выделяется водород:

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Найдем суммарное количество моль выделившегося водорода:

v(H 2) =V(H 2)/V m

v(H 2) = 8,96/22,4 = 0,4 моль

Пусть количество вещества Al – х моль, а Fe –y моль. Тогда, исходя из уравнений реакций можно записать выражение для суммарного числа моль водорода:

1,5х + у = 0,4

Выразим массу металлов, находящихся в смеси:

Тогда, масса смеси будет выражаться уравнением:

27х + 56у = 11

Получили систему уравнений:

1,5х + у = 0,4

27х + 56у = 11

Решим её:

(56-18)у = 11 – 7,2

v(Fe) = 0,1 моль

х = 0,2 моль

v(Al) = 0,2 моль

Тогда, масса металлов в смеси:

m(Al) = 27×0,2 = 5,4 г

m(Fe) = 56×0,1 = 5,6 г

Найдем массовые доли металлов в смеси:

ώ =m(Me)/m sum ×100%

ώ(Fe) = 5,6/11 ×100%= 50,91%

ώ(Al) = 100 – 50,91 = 49,09%

Ответ

Массовые доли металлов в смеси: 50,91%, 49,09%

Металлические сплавы. Металлические сплавы - это вещества, обладающие металлическими свойствами и состоящие из двух или более элементов, из которых хотя бы один является металлом. Их получают охлаждением расплавленных смесей, совместным осаждением из газовой фазы, электроосаждением из растворов и расплавов, диффузионным насыщением. Свойства сплавов значительно отличаются от свойств металлов. Например, прочность на разрыв сплава меди и цинка (латуни) в три раза выше, чем у меди и в шесть раз по сравнению с цинком. Железо хорошо растворимо, а его сплав с хромом и никелем (нержавеюща сталь) - устойчив в разбавленной серной кислоте. Различают однофазные сплавы (твердые растворы), механические смеси и химические соединения (интерметаллиды).

Твердые растворы - это фазы переменного состава, в которых различные атомы образуют общую кристаллическую решетку. Практически все металлы образуют твердые растворы с другими металлами и неметаллами. Однако, в большинстве случаев растворимость других элементов в металлах невелика, а иногда и пренебрежимо мала. Имеется несколько систем с полной взаимной растворимостью (непрерывные твердые растворы). Примерами таких твердых раство ров служат сплавы серебро - золото, никель - кобальт, медь - никель, молибден - вольфрам. На рис. 6.5 была приведена диаграмма плавкости твердого раствора медь - никель.

Атомы растворяющихся элементов занимают либо узлы кристаллической решетки (растворы замещения), либо места между узлами (растворы внедрения). Растворы замещения образуют компоненты с близкими электронными структурами и размерами атомов. При растворении неметаллов в металлах обычно возникают растворы внедрения. Для твердых растворов характерно постепенное изменение свойств с изменением их состава. Прочность и твердость твердых растворов обычно выше, а электрическая проводимость и теплопроводность ниже, чем у каждого из компонентов в отдельности.

Многие металлы, взаимно растворимые в расплавленном состоянии, при охлаждении образуют смесь кристаллов с различной кристаллической решеткой. Температура плавления такой смеси ниже температуры плавления отдельных компонентов. Состав, имеющий минимальную температуру плавления, называется эвтектикой. Эвтектический сплав состоит из очень мелких кристаллов индивидуальных компонентов. Эвтектическую смесь обычно образуют металлы, близкие по природе, но существенно отличающиеся по типу кристаллической решетки, например, свинец с оловом, с сурьмой, кадмий с висмутом, олово с цинком. На рис. 11.7 приведены диаграммы плавкости сплавов кадмия с висмутом и олова со свинцом. Эвтектические сплавы характеризуются малыми размерами и однородностью кристаллов и имеют высокие твердость и механическую прочность. Поэтому сплавы свинца с оловом и сурьмой применяются в качестве типографских шрифтов и решеток аккумуляторов. Вследствие легкоплавкости сплавы свинца с оловом также применяются для припоев и подшипников.

Для большинства эвтектических сплавов наблюдается ограничения растворимость компонентов. Например, растворимость олова в свинце и свинца в олове составляет соответственно атомных долей 9,5 и 2,5% (рис. 11.7,6).

При сильном взаимодействии между металлами образуются химические соединения, называемые интерметаллидами. Диаграмма плавкости таких систем имеет максимум (рис. 11.8). Химические соединения могут иметь постоянный (дальтониды, рис. 11.8, а) или переменный состав (бертоллиды; рис. 11.8, б). Наряду с интермеллидами в системе возникают эвтектики (Е1 и Е2, рис. 11.8). Кроме того, возможна взаимная растворимость компонентов (фазы aиbрис. 11.8). Возможны и более сложные диаграммы плавкости.

Химические соединения обычно возникают между металлами, отличающимися по электроотрицательности и химическим свойствам, например между магнием и медью (MgCu2), никелем (MgNi2), сурьмой (Mg3Sb2), между алюминием и никелем (NixAly), лантаном (LaAl4), кальцием и цинком (CaZn10), лантаном и никелем (LaNi5) и многими другими.

Обычно составы интерметаллидов не соответствуют формальным валентностям металлов. Кристаллические структуры интерметаллидов, как правило непохожи на структуры индивидуальных компонентов. Свойства химических соединений существенно отличаются от свойств исходных металлов. Они характеризуются меньшими значениями теплопроводности и электрической проводимости, чем образующие их компоненты. Некоторые интерметаллиды являются даже полупроводниками.

Интерметаллиды характеризуются хрупкостью, но становятся пластичными при температурах, близких к температурам плавления. Многие из них имеют высокую химическую стойкость.

Жак, металлические сплавы существуют в виде твердых растворов, механических смесей, интерметаллидов и их сочетаний.

Композиционные материалы. Керметы. Композиционные материалы (композиты) получают объемным сочетанием химически разнородных компонентов при сохранении границы раздела между ними. Свойства композитов существенно отличаются от свойств входящих в них компонентов.

Композиционные материалы состоят из основы (матрицы) и добавок (порошков, волокон, стружки и т.д.). В качестве основы применяют металлы, полимеры, керамику и другие материалы. Если основой служат металлы, то добавками являются металлические нитевидные кристаллы, неорганические волокна и порошки (оксиды алюминия, кварц, алюмосиликаты и др.). Композиты, матрицей которых служит керамика, а добавками - металлы, называются керамико-металлическими материалами или керметами. В качестве матрицы керметов обычно применяют оксиды алюминия, хрома, магния, циркония, карбиды вольфрама, кобальта, бориды циркония и хрома. Добавками могут служить металлы, сродство которых соответственно к кислороду, углероду, бору меньше, чем сродство к этим элементам металлов основы. Наиболее распространены сочетания оксидов алюминия с молибденом, вольфрамом, танталом, никелем, кобальтом, оксида хрома с вольфрамом, оксида магния с никелем, диоксида циркония с молибденом, карбидов титана и хрома с никелем и кобальтом.

Композиты получают различными методами: порошковой металлургии, пропитки расплавленным металлом, химического и электрохимического осаждения металлов на основу. Метод порошковой металлургии включает операции смешения компонентов, их формирования прессованием или прокаткой и спекания. В методе пропитки расплавленный металл заполняет поры в керамической матрице или в сетке из другого металла.

Композиты характеризуются высокой прочностью, твердостью, износостойкостью. Например, предел прочности на растяжение композита, состоящего из железного порошка и нитевидных кристаллов оксида алюминия в три раза выше, чем у неармированного железа. В пять раз возрастает усталостная прочность меди при ее армировании волокнами вольфрама. Композиты широко используются в качестве конструкционных материалов, материалов износостойких контактов, подшипников, штампов и инструментов. Многие из них обладают жаростойкостью, поэтому служат огнеупорами, материалами чехлов термопар, испарителей металлов, тепловыделяющих элементов, аварийных стержней в атомной энергетике и др.

В настоящее время находят практическое применение почти все металлы или в чистом виде, или в виде сплавов друг с другом. Это применение целиком определяется теми или иными свойствами металлов и их сплавов. Ниже приводится краткий перечень металлов и их сплавов, которые находят наиболее широкое применение или обладают особо ценными свойствами. Наиболее широко применяется железо и алюминий, а также их сплавы (см. часть IX и часть X).
Медь. Чистая медь благодаря большой электропроводности, уступающей только серебру, широко применяется для изготовления электрических проводов и радиотехнической аппаратуры. Тонкие провода изготовляются из бес кислородной меди (кислорода не более 0,02%), так как кислород сообщает меди хрупкость. Иногда к электротехнической меди в небольших количествах добавляют некоторые металлы, повышающие ее прочность, но не снижающие электропроводности, например кадмий (до 1%).
Сплавы меди с цинком называются латунями, а с другими металлами называются бронзами.
Алюминиевые бронзы (5—11% А1) обладают высокой коррозионной стойкостью и золотистым блеском. Они идут на изготовление лент, пружин, шестерен и художественных изделий. Кремнистые бронзы (4—5% Si) обладают высокими механическими и антикоррозионными свойствами. Они применяются в химической промышленности для изготовления сеток,’ проводов, трубопроводов. Берил-лиевые бронзы (1,8—2,3% Be) способны при быстром охлаждении с 800° принимать закалку и становятся твердыми и упругими, как сталь. Их применяют главным образом при изготовлении часовых механизмов и в точной механике. Большинство бронз имеет сложный состав и являются трех- или четырех компонентными сплавами.
Сплавы меди, содержащие до 10% цинка, называются томпаком; при большем содержании цинка (10—40%) — латунью. Томпак и латунь хорошо прокатываются и обрабатываются штамповкой и прессованием. Они применяются для изготовления листов, труб, патронных гильз и различной арматуры (краны, вентили и др.). Добавление в латунь олова резко улучшает ее коррозионную стойкость («морская» латунь).
Сплавы меди с никелем (иногда с добавлением цинка) обладают значительным сопротивлением. Некоторые из них, например мельхиор, применяются для изготовления предметов домашнего обихода. К этим сплавам относятся: манганин — 85% Си, 12% Мп, 3% N; нейзильбер — 65% Си, 20% Z, 15% N; константан — 59% Си, 40% N, 1% Мп; мельхиор — 80% Си, 20% N.
Цинк. Чистый цинк благодаря высокой коррозионной стойкости используется главным образом для цинкования железа (горячим или электролитическим способом). Значительная часть его расходуется на производство сплавов, главным образом с медью.
Ртуть, являющаяся при обычных условиях единственным жидким металлом, применяется в электротехнической промышленности для изготовления ртутных выпрямителей, ртутных прерывателей и для изготовления термометров.
Германий в чистом виде почти не имеет собственных носителей электрического тока (электронов), и в этом отношении он близок к неметаллам. Обладая полупроводниковыми свойствами, он применяется в электро- и радиотехнике для устройства электрических выпрямителей. Пластинка германия размером в несколько миллиметров заменяет радиолампу.
Олово благодаря высокой коррозионной стойкости применяется для лужения железа. Используют его для приготовления подшипниковых и легкоплавких сплавов.
Свинец в большом количестве идет на изготовление оболочек кабелей (примесей не больше 0,08—0,14%), подшипниковых сплавов, пластин аккумуляторов, применяется также в ядерной технике и на покрытие поверхности аппаратов в химической промышленности.
Титан и цирконий относятся к сравнительно легким металлам, обладающим высокой коррозионной стойкостью. По прочности они не уступают стали. До последнего времени титан относился к редким металлам, так как не было удовлетворительных способов получения его в чистом виде. Механической обработке поддается только чистый титан. Применяется он главным образом в самолетостроении, заменяя дуралюминий, который при сверхзвуковых скоростях самолетов благодаря нагреву начинает терять механические свойства. Весьма перспективно применение титана в морском деле — длительные (десятилетние) опыты показали, что он практически не подвергаем ся коррозии в морской воде.
Цирконий дороже титана. Он нашел применение в устройстве атомных реакторов в качестве коррозионностойкого материала, почти не задерживающего медленных нейтронов. Цирконий в нагретом состоянии весьма активен по отношению к кислороду, водороду, азоту и другим газам. Поэтому его применяют в качестве геттера — вещества, поглощающего газы. С этой целью из циркония делают держатели для вольфрамовых нитей радиоламп.
Ниобий и тантал обладают весьма высокой коррозионной стойкостью. Практически в кислотах, в том числе в смеси соляной и азотной кислот, за исключением плавиковой, они не растворяются. Эти металлы, особенно тантал, находят применение в химической промышленности для замены платины при работе с агрессивными средами. Благодаря высокой теплопроводности, превосходящей таковую железа в 17 раз, тантал весьма пригоден для устройства теплообменников. При одинаковой конструкции и производительности теплообменник из тантала меньше железного примерно в 17 раз. Широкому применению тантала еще мешает его высокая стоимость.
Хром благодаря своей высокой коррозионной стойкости и стойкости против истирания применяется для получения защитных покрытий на железе и меди. Изделия из хрома не изготовляются вследствие его хрупкости. Он входит в состав различных сплавов с железом.
Молибден и вольфрам являются самыми тугоплавкими металлами. Они применяются в виде проволок (особенно вольфрам) при изготовлении нитей накаливания электроламп, высокотемпературных печей. Печи с вольфрамовой обмоткой развивают температуру до 2000—2500°. Благодаря большому сродству вольфрама с кислородом при высоких температурах обмотка должна находиться в восстановительной атмосфере, например водорода. В значительных количествах порошкообразный вольфрам идет на изготовление твердых сплавов на основе карбида вольфрама WC. Порошок карбида смешивается с порошком кобальта, и эта смесь прокаливается под давлением в атмосфере водорода. Получающийся материал (победит) идет на изготовление резцов, которые по сравнению со стальными резцами позволяют увеличить скорость обработки металлов примерно в 200 раз.

Применение металла в промышленности
Металл является одним из самых необходимых материалов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и иных видах жизнедеятельности человека. Несмотря на то, что сегодня все более популярным материалом становится пластик, трубы из него могут использоваться только в помещениях, а конструкции, проходящие под землей, можно изготавливать только из металла.
Чаще всего в промышленности и строительстве используются не чистые металлы, а их сплавы, в основе которых лежит какой-либо элемент и разнообразные добавки, улучшающие его качества – надежность, прочность и т.д. Самыми распространенными сплавами являются сталь, чугун, а также материалы, в основе которых лежит медь и алюминий.
Сталь является самым востребованным металлом. Подобный вывод можно сделать, проанализировав ежегодные объемы производства того или иного металла. В большинстве случаев, сталь представляет собой сплав железа с углеродом, количество которого достигает двух процентов. Сплавы стали подразделяются на несколько видов: малоуглеродистые, уровень углерода в которых не превышает 0,25%, высокоуглеродистые с содержанием углерода свыше 0,55% и легированные, дополненные никелем, хромом, ванадием. Для того чтобы значение стали в жизни человека стало для вас более явным, попробуйте вспомнить все металлические предметы, которые вы использовали за день, — ножи, бритву и т.д. все они изготовлены из стали.
На втором месте по объему производства находится чугун, который также представляет собой сплав железа и углерода. Только в отличие от стали, количество последнего в чугуне несколько больше. Для придания сплаву прочности в чугун добавляется кремний. Особенно широкое распространение чугун получил в строительстве: он используется для изготовления трубопроводной арматуры, крышек люков и других элементов, основным требованием которых является прочность. Кроме этого, из чугуна производится и некоторая посуда: так, в советское время у каждой хозяйки на кухне была сковорода из чугуна.
Хотя сплавы из алюминия не так распространены, как материалы, названные выше, некоторые их достоинства делают их незаменимыми для некоторых операций. Прежде всего, сплавы из алюминия отличает экономичность, легкость в обработке и другом использовании, а также легкодоступность. Такие сплавы без труда поддаются ковке, сварке, штампованию и другим подобным операциям, а также хорошо поддаются обработке на металлорежущих станках.

Использование алюминиевых сплавов ограничено лишь тем, что при высоких температурах они теряют ряд своих свойств. Так, температура двести градусов по Цельсию уже является для них высокой, между тем, как термоустойчивость – это очень важное свойство металла. К достоинствам алюминиевых сплавов относится их безвредность и экологичность, благодаря чему их можно использовать даже для хранения и перевозки пищевых продуктов, стойкость к появлению коррозии, высокая отражательная способность, а также немагнитность. Наиболее часто алюминиевые сплавы применяются в пищевой промышленности и машиностроении. Кроме этого, они необходимы для создания высоковольтных линий и изготовления некоторых архитектурно-отделочных материалов.
Большинство крупных машиностроительных и других промышленных предприятий, а также строительных фирм не работает непосредственно с металлом, покупает необходимый для их производства металлопрокат, изготовляемый металлургическими заводами, согласно ГОСТам или по индивидуальным чертежам заказчика.

Роль металлов в современной технике очень велика. Они широко используются во многих областях народного хозяйства, в т.ч. в тяжёлой отрасли промышленности, станкостроение, в производстве машин и механизмов, в авиационной и автомобильной отраслях промышленности, в космической технике. Наиболее широкое применение имеют железо и алюминий.

Применение алюминия

1.При получение лёгких сплавов (дюралюминий- в авиа-и ракетостроении, в строительстве).

2. В металлургии˸ для восстановления металлов из их оксидов (алюминотермия).

3. При изготовлении электрических проводов и кабелей (легче, чем провода из меди).

4.В производстве бытовых предметов.

Применение железа

1.При изготовлении электромагнитов, трансформаторов, электромоторов, мембран микрофонов (благодаря способности в быстрому намагничиванию и размагничиванию).

2.Основная масса железа используется в виде железоуглеродистых сплавов – чугуна и стали, широко используемых в промышленности.

Применение меди

1.При изготовлении электрических проводов и кабелей (хороший проводник тока).

2. Как компонент сплавов (латуней, бронзы и др.).

Применение цинка

1.Как антикоррозионное покрытие от электрохимической коррозии (благодаря химической активности).

2. Получение технически важных (высокопластичных) сплавов˸ с Cu (латуни), с AI и Ni.

3.Производство гальванических элементов (цинковоугольных).

Применение титана

1.При получении сплавов (титан и ᴇᴦο сплавы обладают большой легкостью, прочностью, термической и коррозионной устойчивостью).

2.В авиа- и ракетостроении,при строительстве подводных лодок.

3.В морском судостроении для изготовлении обшивки корпусов судов,обладающих высокой прочностью и стойкостью в морской воде.

4.Как конструкционный материал при изготовлении оборудования для химической,текстильной и бумажной отраслей промышленности.

Применение хрома

1.В производстве высококачественных твердых сталей (феррохром).

2.При изготовлении металлорежущих инструментов.

3.Как компонент нержавеющих сталей и сплавов.

4.Как антикоррозионное покрытие (хромирование стальных изделий для предотвращения коррозии).

Применение никеля

1.Как компонент легированных сталей,а так же жаростойких,сверхтвердых антикоррозионных и других сплавов.

2.Никелирование поверхностей предметов (от коррозии).

3.Как конструкционный материал при изготовлении химической аппаратурой и ядерных реакторов.

Вопрос 3.Сколько литров кислорода и воздуха нужно для полного сгорания 100 л смеси,состоящий из 10 % метана, 20% пропана и 70% оксида углерода (II)?

Ответ.

Дано˸ Найти˸

V(смеси)= 100 л, V (O2) = ?

ω (CH4)= 10 %, V (возд.)= ?

ω (C3 H8)= 20%,

V (CH4) = 100 *10 /100 = 10 л,

V (C3 H8) =100*20/100= 20 л,

V (CO) = 100*70/100= 70 л.

CH4 + 2O2 = CO2 +2H2O.

V ˸ 1 моль 2 моль

V˸ 22,4 л 44,8 л

C3H8 + 5O2= 3CO2+ 4H2O.

1. подготовка произ-ва

2. собственно произ-во изделия

Под технологической обработкой понимается комплекс следующих работ:

1. Анализ технологичности конструкции нового изделия.

— контроль чертежей

— анализ возможностей изготовления нов. изделия средствами существующего произ-ва

2. Анализ сертификации.

— составление ведомости покупных, заимствованных и оригинальных деталей

3. Составление расцеховки изделия.

— Т.е. перечень цехов, ч\з которые должен пройти заказ

4. Проектирование технологического процесса, изготовление и сборка изделий.

5. Анализ средств технологич. оснащения:

— закупка на стороне нового оборудования

— использование существующих средств и их обработка

— инструменты

— проектирование изготовления новых средств оснащения.

6. Доработка изготовлен. спец. средств тех. оснащения.

7. Разработка новой планировки участков и цехов.

8. Отладка технологии и оснащения на опытной партии изделия.

Подсчитывается акт о сдаче пр-ва в технологическую эксплуатацию. Подготовка занимает от 1 до 7 лет, сейчас сокращают от 1до 5. Подготовку ограничивает НТП. Подготовка использует автоматизацию.

№9. Свойства металлов и сплавов, применяемых в машиностроении.

МЕХАНИЧЕСКИЕСВ-ВА – хар-ют способность материалов находиться под нагрузкой не разрушаясь и вместе с тем деформироваться (изменять форму и размеры). Внешняя нагрузка вызывает в тв. теле напряжение и деформацию.

Деформация – нагрузка, сила, отнесенная к единице сечения.

Напряжение – изменение размеров и формы тела под давлением приложенных сил (внешних).

Различают упругую дефформацию (исчезает после снятия нагрузки), пластичную (деформация остается после снятия нагрузки).

Колличественные значения механических свойств определяют в процессе испытаний на специальных разрывных машинах.

Прочность – способность тв. тела сопротивляться деформации и разрушению под действием внешних сил.

— предел прочности sв=Рмах/F0.знаменатель – исходное поперечное сечение, имер. Н/м2 или Мпа.

— Предел текучести sт=Рт/ F0.

Пластичность – способность материала получать остаточное изменение формы и размеров без разрушения.

Показатели:

Относительное удлинение

Относительное сужение

Для стали sт=650МПа-низкая,650-1300-средняя,1300-1400-высокая прочность. Для алюминия dв=200-400 –средняя, для танталовых dв=800.

Твердость – способность материала сопротивляться проникновению другого тела.

Твердость по Бринеллю (НВ) – определяется путем вдавливания стального шарика под нагрузкой в поверхность испытуемого материала. После снятия нагрузки остается луночка, и по размеру луночки судят о твердости. Для стали НВ=150-200- средняя твердость.

Твердость по Роквеллу – в материал вдавливается алмазный конус, после вдавливания остается отпечаток. Угол конуса равен 1360 и вдавливают с разной силой (шкалы А, В, С, но используют шкалы А и С).

По шкале С оценивают твердость закаленных материалов HRC 20-70 среднее значение 45. По шкале А оценивают твердость тонких менее прочных инструментальных материалов HRA 70-85.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Коэффициент линейного расширения, электропроводность, теплопроводность, окисление, намагничиваемость, удельная теплота плавления, коэффициент трения (возникает благодаря силам взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Определяют способность материала подвергаться различным методам холодной и горячей обработки.

Жидкотекучесть – способность сплава наполнять форму.

Усадка – сокращение размеров и объема после остывания.

Ковкость – способность материала деформироваться при невысоком сопротивлении и принимать нужную форму без разрушения.

Сваривание – способность металлов образовывать прочные соединения при совместном расплавлении.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА.

Определяет долговечность материалов машине.

Хладноломкость – способность работать при минусовых температурах.

Жаростойкость – способность работать при высоких температурах.

Износостойкость – способность сопротивляться истиранию в процессе трения деталей друг о друга.

Циклическая прочность – вал разрушается при нагрузке в 3 и 5 раз меньше, чем в статическом состоянии.

№10. Черные металлы (чугуны и стали), Сортамент, основные виды, марки материалов.

Черными металлами является железо и его сплавы. На долю черных металлов приходится 95% мировой металлопродукции.

Чугун Fe+C (3-4,5%).

В его состав могут входить полезные Mn & Si и плохие составляющие S & P (вместе с коксом). Чугун делят на группы:

Серый чугун. (технический): СЧ32, где прочность -sв=32 кг/м2. Используют для изготовления рам и станин машин.

Ковкий чугун. (более прочный): КЧ17-32 соответственно прочность-sв и пластичность -d. Изготовляют крупные детали, работающих при динамичной нагрузке: маховики паровых машин.

Высокопрочный жаростойкий чугун (300-400оС): ЧС5 (Si – 5% придает высокую термостойкость)

Сталь – деформируемый ковкий сплав Fe+C (до 2%). Различают по химическому составу:

Углеродистые стали. (Mn 1%, Si 0.45%).

1.Углеродистая сталь обыкновенного качества: Ст0 до Ст6 (7 марок), наиболее известная Ст3, по мере увеличения цифры увеличивается содержание углерода и прочность-sв. Из нее изготавливают прокат.

Металл в стоматологии занимает центральное место среди материалов. Из стоматологических сплавов отливают (или штампуют) большинство несъёмных протезов, каркасы съемных протезов. Сплавы в стоматологии используют как вспомогательные материалы, для пайки и штамповки. Из них делают стоматологические инструменты.

План статьи:

Классификация металлов и сплавов в стоматологии
Конструкционные сплавы металлов в ортопедической стоматологии
Благородные сплавы металлов в стоматологии
Неблагородные сплавы в ортопедической стоматологии
Вспомогательные сплавы металлов в стоматологии

Металлы и сплавы в стоматологии Классификация

Все металлы и сплавы делят на черные и цветные .

Черные металлы – это железо и сплавы на его основе. Стали и чугун. Чугун содержит более 2,14% углерода. В стоматологии не применяется.

Поверхность у чугуна матовая и неблестящая. Он плохо поддается полировке.

сплав на основе железа, содержащий менее 2,14% углерода. Кроме железа и углерода в стали присутствуют и другие металлы. Они придают сплаву новые свойства (легированная сталь), в том числе делают её нержавеющей.

Стальные колпачки для штамповки коронок

– сплав железа и углерода, с добавлением любых других металлов. Они меняют свойства сплава (температуру плавления, твердость, пластичность, ковкость и т.д.).

– сталь устойчивая к коррозии. В качестве антикарозионного агента чаще всего применяют хром (21%), а также другие металлы.

— это соответственно все остальные металлы.

Металлы в ортопедической стоматологии делят на благородные и не благородные.

Благородные металлы (или драгоценные металлы) – металлы устойчивые к коррозии и химически инертные. Основные благородные металлы – это золото, серебро, и металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, осмий и др.).

Неблагородные металлы – металлы, легко подвергающиеся коррозии, и не встречающиеся в природе в чистом виде. Их всегда добывают из руд.

В зависимости от плотности

металлы применяемые в стоматологии бывают легкие и тяжелые.

В этом вопросе нет единой точки зрения. Наиболее общий критерий – плотность металла больше плотности железа (8г/см³) или атомный вес больше 50 а.е.м. Если хотя бы одно условие выполняется – металл тяжелый.

Для экологии и медицины тяжелые металлы — это металлы, которые обладают высокой токсичностью и экологической значимостью. Что создает ещё большую путаницу. Например золото с плотностью 19,32 г/см³ и атомным весом 197 а.е.м. не относят к тяжелым металлам, из-за его инертности и отличной биосовместимости.

Стоматологические сплавы металлов классификация

По назначению сплавы металлов в ортопедической стоматологии делят на:

А. Конструкционные – из них делают зубные протезы.

Б. Сплавы для пломбирования – амальгамы.

В. Сплавы, для изготовления стоматологических инструментов.

Г. Вспомогательные. Металлы, применяемые для других целей (Например, легкоплавкие металлы для штамповки или припои).

По химическому составу сплавы применяемые в стоматологии бывают:

Сплавы благородных металлов

Сплавы неблагородных металлов

Благородные металлы в стоматологии и сплавы

Благородные металлы в стоматологии стоят дорого. Но, несмотря на это, их продолжают применять из-за отличной биосовместимости. Они не подвержены коррозии, не реагируют со слюной, не вызывают аллергию и интоксикацию.

Золотой сплав часто может стать единственным вариантом для пациентов с полиэтиологической контактной аллергией.

Благородные сплавы долговечны. Единственный их недостаток (кроме цены) – это мягкость и подверженность истиранию.

Сплавы золота в стоматологии.

Сплав золота 900-й пробы. (ЗлСрМ-900-40).

СОСТАВ: 90% золота, 4% серебра, 6% меди.

СВОЙСТВА: температура плавления 1063°С.

Сплав отличается пластичностью, легко поддается механической обработке под давлением (штамповке, вальцеванию, ковке).

Из-за низкой твердости сплав легко стирается. Поэтому, при изготовлении штампованных коронок изнутри, на жевательную поверхность или режущий край, заливают припой.

Выпускают: в виде дисков диаметром 18, 20, 23, 25мм и блоков по 5г.

Применение: для штампованных коронок и мостовидных протезов из

сплава благородных металлов в ортопедической стоматологии

Сплав золота 750-й пробы (ЗлСрПлМ-750-80)

Состоит из Золота – 75%, Серебра и меди по 8%, и платины – 9%

Платина придает этому сплаву упругость и уменьшает усадку при литье.

Применяют для изготовления литых золотых частей бюгельных протезов, кламмеров и вкладок

Сплав золота стоматологический 750-й пробы (ЗлСрКдМ)

В состав добавлен кадмий – 5-12%.

За счет кадмия снижается температура плавления сплава до 800 С. (Средняя температура плавления золотых сплавов 950-1050 С.) Что позволяет применять этот сплав в качестве припоя.

Серебряно-палладиевые сплавы отличаются большей Т.пл = 1100-1200 С. Их физико-механические свойства похожи на золотые сплавы. Но устойчивость к коррозии ниже. (Серебро темнеет при контакте с соединениями серы) Сплавы пластичные и ковкие. Паяются золотым припоем (ЗлСрКдМ).

Сплав Пд-250

СОСТАВ: 75,1% серебра, 24,5% палладия, немного легирующих металлов (цинк, медь, золото).

Применяют для штампованных коронок. Выпускают соответственно в виде дисков различного диаметра (18, 20, 23, 25 мм) и толщиной 0,3 мм.

Сплав Пд-190

Состав : 78% серебра, 18,5% палладия, другие металлы.

Применяют как сплав для литья в стоматологии.

Сплав Пд-150

Уменьшено кол-во палладия до 14,5%, увеличено серебра.

Применяют для вкладок.

Неблагородные сплавы металлов применяемые в ортопедической стоматологии

Для уменьшения стоимости протезов разрабатывались сплавы, на основе более дешевых металлов, чтобы заменить дорогое золото.

В СССР наиболее широко использовалась дешевая нержавеющая сталь.

Сегодня основную массу ранка занимают кобальто-хромовые и никель-хромовые сплавы.

Сплав нержавеющий стоматологический-сталь стоматологическая

Сталь – самый распространенный сплав в мире. Его свойства отлично известны. А за счет легирующих агентов ей можно придать какие угодно свойства.

Сталь стоматологическая очень дешевая.

Из недостатков: сталь тяжелая (плотность около 8 г/см3) и химически активная. Может вызвать аллергию, гальванозы.

Нержавеющая сталь в стоматологии ортопедической — марки:

СТАЛЬ МАРКИ 1 X 18 H 9Т (ЭЯ-1)

Стоматологический сплав для коронок СОСТАВ :

1,1% углерода; 9% никеля;18% хрома; 2% марганца, 0,35% титана, 1,0% кремния, остальное — железо.

Применяют для несъемных протезов: индивидуальных коронок, литых зубов, фасеток.

СТАЛЬ МАРКИ 20Х18Н9Т

СОСТАВ: 0,20% углерода, 9% никеля, 18%хрома, 2,0% марганца, 1,0% титана, 1,0% кремния, остальное — железо.

Из этого типа стали в заводских условиях изготавливают:

стандартные гильзы , идущие на производство штампованных коронок;

заготовки кламмеров (для ЧСПП)

эластичные металлические матрицы для пломбирования, а также сепарационные полоски

СТАЛЬ для стоматологии МАРКИ 25Х18Н102С

СОСТАВ : 0,25% углерода, 10,0% никеля, 18,0% хрома, 2,0% марганца, 1,8% кремния, остальное — железо.

ПРИМЕНЕНИЕ : в заводских условиях изготавливают:

зубы (боковые верхние и нижние) для штампованнопаяных мостовидных протезов;

проволоку ортодонтическую диаметром от 0,6 до 2,0 мм (шаг 0,2мм)
.

В качестве припоя для неблагородных сплавов используется серебряный припой ПСР-37 или припой Цетрина.

Содержит серебро-37%, медь – 50%, Марганец – 8-9%, Цинк – 5-6%

Температура плавления – 725-810 С

Кобальт хромовый сплав в стоматологии

(кобальто-хромовый сплав, хромокобальтовый сплав)

СОСТАВ:

кобальт 66-67%, основа сплава, твердый, прочный и лёгкий металл.
хром 26-30%, вводимый в основном(как и в стали) для повышения устойчивости коррозии.
никель 3-5%, повышает пластичность, ковкость, вязкость сплава, улучшает технологические свойства сплава.
молибден 4-5,5%,повышает прочность сплава.
марганец 0,5%, увеличивающий прочность, качество литья, понижающий температуру плавления, способствующий удалению токсических соединений серы из сплава.
углерод 0,2%, снижает температуру плавления и улучшает жидкотекучесть сплава.
кремний 0,5%, улучшает качество отливок, повышает жидкотекучесть сплава.
железо 0,5%, повышает жидкотекучесть, улучшает качество литья.

СВОЙСТВА КХС-сплава стоматологического:

Отличается хорошими физико-механическими свойствами, малой плотностью (и соответственно весом реставраций) и отличной жидкотекучестью, позволяющей отливать ажурные изделия высокой прочности.

Температура плавления составляет 1458 С

Сплав устойчив к истиранию и долго сохраняет зеркальный блеск.

Кобальтохромовый сплав в стоматологии

Используется в для литых коронок, мостовидных протезов, цельнолитых бюгельных протезов, каркасов металлокерамических протезов, съемных протезов с литыми базисами, шинирующих аппаратов, литых кламмеров.

Металлокерамика состав металла в стоматологии

Целлит-К – кобальто-хромовый

сплав входящий в состав металла

металлокерамики в стоматологии.

Сплавы, в которых основной элемент Ni. Элементы этого сплава кроме никеля — Сг (не менее 20%), Со и молибден (Мо) (4%).

По свойствам сплав никеля близок к сплаву кобальта.

Применяется: для литья несъемных протезов и каркасов съемных протезов.

Сегодня ограничено применение сплавов никеля из-за их высокой аллергенности.

Сплавы титана в стоматологии ортопедической

В стоматологии применяют как чистый титан (99,5%), так и его сплавы.

Чистый титан

Для литья и фрезерования применяют сплавы титана, алюминия и ванадия (90-6-4% соответственно). И сплав титана с алюминием и ниобием (87-6-7%).

Сплавы титана лёгкие и удивительно прочные. Но тугоплавкие и тяжелые в обработке.

В ортодонтии, для изготавления дуг применяют сплавы титана, ванадия и алюминия (75-15-10%).

Металлы используемые в ортопедической стоматологии

Сплав никеля и титана – никелид титана – никель 55%, титан 45%.

Сплав обладает памятью формы. Деформированные охлажденные изделия из этого сплава при нагревании приобретают исходную форму.

Сплав применяется в ортодонтии, где при действии температуры тела он принима
ет нужную форму.

Также из него делают эндодонтические инструменты с памятью формы.

Вспомогательные сплавы применяемые в ортопедической стоматологии

Бронза – сплав меди с оловом. В стоматологии применяется алюминиевая бронза (алюминий вместо олова). Из нее делают лигатуры для шинирования переломов челюстей.

Латунь – сплав меди с цинком – из нее делают штифты для разборных моделей.

Магналий – сплав алюминия и магния – из него делают детали самолетов (сплав очень легкий и прочный). В стоматологии из него делают артикуляторы и некоторые кюветы.

Амальгамы – сплав металла с ртутью. Применяются для пломбирования.

Тема слишком обширная, о амальгаме в стоматологии будет отдельная статья.

Легкоплавкие сплавы в стоматологии ортопедической

Сплавы легкоплавкие (Меллота, Вуда, Розе) – содержат Висьмут, Олово, Свинец

– их температура плавления около 70 С.

Применяются для штампов при штамповки коронок, контр штампов, изготовления разборных моделей.

Легкоплавкие металлы в стоматологии

Сплав Вуда.

Температура плавления 68 С.

Состав: Висмут – 50%, Свинец – 25%, Олово – 12,5%, Кадмий – 12,5%.

Токсичен, так как содержит кадмий.

Сплав Меллота.

Температура плавления 63 С

Состав: Висмут – 50%, Свинец – 20%, Олово – 30%.

Сплав Розе для стоматологии.

Температура плавления 94 С.

Состав: Висмут – 50%, Свинец и Олово по 25%.

Инструментальная сталь – содержит углерод от 0,7% и более.

Отличается высокой прочностью и твердостью (после специальной температурной обработки).

Добавление к стали вольфрама, молибдена, ванадия и хрома делает сталь способной хорошо резать при высокой скорости. Такую сталь используют для боров и фрез.

Карбид вольфрама – не сплав. Химическое соединение вольфрама с углеродом (химическая формула WC). Сопостовим по твердости с алмазом. Применяют для производства бронебойных танковых снарядов. А ещё для твердосплавных стоматологических боров.

Диоксид циркония – тоже не сплав. Химическое соединение металла циркония с кислородом. По химической природе близок к керамике, но твёрже и прочнее. В стоматологии применяют для изготовления фрезерованных протезов.